JP2017110988A - サインポール健全度評価システム - Google Patents

Abstract

【課題】サインポールの健全度をサインポールの立設する個所毎にサインポールの健全度に影響を与えるパラメータを調査し、それらの調査データに基づいて総合的にサインポールの健全度を評価するシステムを提供する。【解決手段】応力頻度計測、風向風速計測及び温度計測からなる基本調査を実施する工程と、外観検査、腐食検査、支持部打音検査、倒れ角測定、現地気象調査からなる実体調査を実施する工程と、前記基本調査と前記実体調査により得られたデータに基づいて風応力解析、腐食影響度解析、疲労解析を実施する工程と、を少なくとも備え、前記基本調査、前記実体調査、前記風応力解析、腐食影響度解析及び疲労解析の結果を総合的に検討してサインポールの健全性を評価する。【選択図】なし

Description

本発明は、ガソリンスタンドに立設され販売する石油製品の供給元を表示するサインポールの健全度評価システムに関する。

ガソリンスタンドに立設されるサインポール（表示ポール）は、サインポールのタイプ毎に耐用年数（推定寿命）が設定され、耐用年数がくると新たにサインポールを建て替えるという方式が実施されてきた。

しかしながら、サインポールは、立設する場所の環境によりその耐用年数が大きく異なることが判明した。サインポールの耐用年数に影響する要因として、風雨、温度変化、振動、腐食等の環境の変化が考えられる。

サインポールと類似の道路標識等の独立ポールにおいて、安全性を考慮し独立ポールの健全度を調査するシステムが複数提案されている。

例えば、特開２００４−３０９２３２号公報には、独立ポールの下部にパルス駆動される励磁コイルを配置し、独立ポールの上部に音響パルスを検出する音響センサを配置し、音響センサからの検出信号に基づいて音響パルスを取り出し、その減衰率を測定し、独立ポールのひびの有無等を検知する方法が提案されている。また、特開２００６−１６２４７７号公報には、デジタルカメラで独立ポールを撮影し、独立ポール表面の画像データに基づいてひび割れを検出する方法が提案されている。また、独立ポールの傾斜測定による健全度調査や腐食検知による健全度調査が実施されている。

特開２００４−３０９２３２号公報 特開２００６−１６２４７７号公報

しかしながら、サインポールと類似の独立ポールの健全度調査は、ひびの有無、傾斜、腐食の状態というように１つのパラメータを調査して健全度を判定しているため、独立ポールの安全度に影響を及ぼす他のパラメータの変化を見落とす恐れがあり、安全性や省資源の見地からみて問題を有するものであった。特に、サインポールの耐用年数に大きな影響を及ぼす強風による応力の負荷による繰り返し応力による疲労破壊に関する考慮が全くなされていないという問題を有していた。

本発明は、従来技術の持つ課題を解決する、サインポールの健全度をサインポールの立設する個所毎にサインポールの健全度に影響を与えるパラメータを調査し、それらの調査データに基づいて総合的にサインポールの健全度を評価することを目的とする。

本発明のサインポール健全度評価システムは、前記課題を解決するために、応力頻度計測、風向風速計測及び温度計測からなる基本調査を実施する工程と、外観検査、腐食検査、支持部打音検査、倒れ角測定、現地気象調査からなる実体調査を実施する工程と、前記基本調査と前記実体調査により得られたデータに基づいて風応力解析、腐食影響度解析、疲労解析を実施する工程と、を少なくとも備え、前記基本調査、前記実体調査、前記風応力解析、腐食影響度解析及び疲労解析の結果を総合的に検討することを特徴とする。

また、本発明のサインポール健全度評価システムは、腐食減肉に基づく板厚変化による強度低下と繰り返し応力による疲労破壊データによるサインポールの残りの耐用年数Ｎを下記の（１）の式で求めることを特徴とする請求項１に記載のサインポール健全度評価システム。
Ｎ＝Ｎ₀（Ｖ₀／ｖ）²・ΔＺ・・・・・・（１）
（但し、Ｎ₀：基本調査対象のサインポールのタイプ毎の寿命
Ｖ₀：基本調査対象の基準風速、その地方の過去５０年の最大風速
ｖ ：実体調査対象の基準風速
ΔＺ ：腐食減肉に基づく板厚変化による強度低下分

応力頻度計測、風向風速計測及び温度計測からなる基本調査を実施する工程と、外観検査、腐食検査、支持部打音検査、倒れ角測定、現地気象調査からなる実体調査を実施する工程と、前記基本調査と前記実体調査により得られたデータに基づいて風応力解析、腐食影響度解析、疲労解析を実施する工程と、を少なくとも備え、前記基本調査、前記実体調査、前記風応力解析、腐食影響度解析及び疲労解析の結果を総合的に検討することで、サインポールの健全度をサインポールの立設する個所毎にサインポールの健全度に影響を与えるパラメータを調査し、それらの調査データに基づいて総合的にサインポールの健全度を評価するので、安全性を確保し資源の無駄を無くしたサインポールの適切な交換時期を明確化すことが可能となる。
繰り返し応力による疲労破壊データによるサインポールの残りの耐用年数Ｎを下記の（１）の式で求めることで、サインポールの耐用年数に大きな影響を与える繰り返し応力ト腐食減肉によりサインポールの残り耐用年数を求めることが可能となる。
Ｎ＝Ｎ₀（Ｖ₀／ｖ）²・ΔＺ・・・・・・（１）
（但し、Ｎ₀：基本調査対象のサインポールのタイプ毎の耐用年数
Ｖ₀：基本調査対象の基準風速、その地方の過去５０年の最大風速
ｖ ：実体調査対象の基準風速
ΔＺ ：腐食減肉に基づく板厚変化による強度低下分）

本発明の実施形態を示す図である。 本発明の実施形態を示す図である。 （ａ）（ｂ）本発明の実施形態を示す図である。 本発明の実施形態を示す図である。

本発明の実施の形態を説明する。図１、図２は、ガソリンスタンドに立設されるサインポールのタイプを示す。

図１に示されるサインポール１は、基礎２に１本の支柱３の下端部が固定され、支柱３が鉛直方向に伸び、支柱ポール３の上端に石油製品の供給元のマーク等が表示された面盤４が固定されるタイプである。図２に示されるサインポール１は、基礎２に２本の支柱３の下端部が固定され、２本の支柱３が鉛直方向に伸び、2本の支柱３の上端に石油製品の供給元のマーク等が表示された面盤４固定されるタイプである。

サインポール１は、そのタイプ毎に耐用年数（推定寿命）が設定されている。しかし、サインポール１が立設される場所は、環境が大きく異なることが通常であり、環境の大きな変化により同じタイプであっても耐用年数が大きく異なることが判明した。その結果、耐用年数前でも安全性に問題があるサインポール１や、耐用年数以上経過しても安全性が保持されるサインポール１が存在することになる。このような状況で、最初に設定した耐用年数に対応していくと、安全性の問題と、新設する必要のないサインポールを新設することによる資材、経費の無駄が発生する。

本発明のサインポール健全度評価システムは、環境の異なる場所に立設されたサインポール１の正確な健全度を調査し、安全性を確保し資源の無駄を無くしたサインポール１の適切な交換時期を明確化することを目的とする。

サインポール健全度評価システムは、先ず基本調査を実施する。基本調査は、力学的特性の把握および交換時期の推定、風などの環境条件の影響、影響因子に関する基本的性能の収集を目的とするものである。

基本調査の項目、（Ａ−１）応力頻度計測は、ひずみゲージを用いて、実変動応力の大きさと頻度を実測する。（Ａ−２）風向風速計測は、サインポール１に影響する風の大きさ、方向を風向風速計で計測する。（Ａ−３）気温・サインポールの温度計測は、サインポール本体に生じる熱応力と気温の関係を熱電対で計測する。

基本調査の次に実施される実体調査は、実体の変状の把握を目的とするもので、実体調査の項目、（Ｂ−１）外観調査は、目視観察により、調査対象表面全体の劣化状態の概要（傷の大きさ、該数、分布）を把握する。変状が認められる場合、変状個所を特定し、その発生位置・規模・程度の記録、写真撮影、変状図としてまとめる。さらに、構造部材が図面通り維持されている否可を確認する。（Ｂ−２）腐食検査は、超音波厚さ計を用いて、原時点での厚さ測定と元の厚さから減肉量を調べ、減肉の最大及び顕著な位置について減肉量を記録する。（Ｂ−３）支持部打音検査は、テストハンマを用いて基礎支持部を叩き、健全部との音の差異を検査員の聴覚で固定状態の緩みを確認する。（Ｂ−４）倒れ角測定は、傾斜計を用い、支柱の傾斜を測定する。（Ｂ−５）現地気象調査は、直近気象観測点の公表値に基づき、平年の風向・風速・気温の代表値を調べる。

観測された風に関する解析内容は、
風速：地上１０ｍの高さにおける１０分間の平均風速
瞬間最大風速：０．２５秒毎に更新される3秒間（１２サンプル）の平均（世界気象機関ＷＭＯ規定）
最大風速：平均風速の最大値
最大瞬間風速：瞬間風速の最大値
平均風速：観測時刻の前１０分間の風速・風向の測定値の平均
平均風向：平均風向は、主流方向ともいう。
基本風速：高さ１０ｍにおける１０分間平均風速Ｕ₁₀
Ｕ₁₀＝Ｕ_m・（ｚ₁₀／ｚ_m）α
但し、Ｕ_m：高度ｚ_m観測点における風速、ｚ₁₀：基準高度（１０ｍ）、ｚ_m：観測点高度、α：粗度区分に対する指数、地表粗度区分：III（低層建築物が多数存在する地
域）α＝０．２２

基本調査と実体調査の結果得られたデータに基づいてサインポール１の残りの耐用年数に影響する因子について解析する。

先ず、腐食影響度を解析する。図３（ａ）（ｂ）に示すように、腐食により支柱３の断面に腐食減肉が発生している場合について検討する。腐食減肉が発生すると繰り返し作用する応力が高まり、耐用年数に影響する。腐食減肉に基づく板厚変化による強度低下分ΔＺは、下記式（２）で求められる。
ΔＺ＝[（ｂ・ｈ³−ｂ₀・ｈ₀ ³）／ｈ]／[（Ｂ・Ｈ³−ｂ₀・ｈ₀ ³）／Ｈ]・
・・・（２）
（但し、元高さ：Ｈ、内面高さ：ｈ₀＝Ｈ−２・ｔ₀、減高さｈ：Ｈ−（ｄ₁＋ｄ₃）、元幅：Ｂ、内面幅：ｂ０＝Ｂ−２・ｔ０、減幅：ｂ＝Ｂ−（ｄ₂＋ｄ₄）と評価した。図３に示される実施形態では支柱３の断面を矩形つぃているが、支柱３の断面が円形の場合は、直径Ｄ＝Ｂ＝Ｈとする。）

次に、疲労について解析する。一回では破壊に至らない応力でも、繰り返し作用することで破壊に至る疲労破壊がある。繰り返し作用するΔσと破壊に至る繰り返し数Ｎの
関係は、図４に示す疲労強度曲線として表わされる。その曲線は材質毎、溶接継手部の状態に応じて異なる。基本調査の応力頻度計測では、シームレス管相当であるＢ級疲労強度曲線に基づいて行った。図４に示される点線で示す水平部を疲れ限度といい、これ以下のΔσでは疲労に影響しない。一方、点線で示す傾斜部では、繰り返し応力Δσが
大きくなると、破壊に至る繰り返し数Ｎが小さくなる。ΔσとＮの関係から疲労解析に
より残り寿命を求めることができる。

繰り返し応力としては面盤４に作用する風の影響が一番大きい。風については、地域別の「基準調査対象の基準風速」が目安となる。基準調査対象の基準風速Ｖ₀とは、その地方における過去の台風の記録に基づき風害の程度その他の風の性状に応じて３０ｍ／秒から４６ｍ／秒までの範囲において国土交通大臣が定める風速であり、地域毎に、平均的な地形の地上の高さ１０ｍにおける５０年に1度の確率で発生する年最大風速をいう。実体調査対象の基準風速をｖとする。

腐食影響度を考慮した基準調査対象の基準風速と実体調査対象の基準風速から下記（１）式で示される残りの耐用年数Ｎを求めることができる。
Ｎ＝Ｎ₀（Ｖ₀／ｖ）²・ΔＺ・・・・・・・（１）
（但し、Ｎ₀：基本調査対象のサインポールのタイプ毎の寿命、Ｖ₀：基本調査対象の基準風速、その地方の過去５０年の最大風速、ｖ ：実体調査対象の基準風速、ΔＺ
：腐食減肉に基づく板厚変化による強度低下分）

以上のように、本発明のサインポール健全度評価システムによれば、サインポールの健全度をサインポールの立設する個所毎にサインポールの健全度に影響を与えるパラメータを調査し、それらの調査データに基づいて総合的にサインポールの健全度を評価するので、安全性を確保し資源の無駄を無くしたサインポールの適切な交換時期を明確化すことが可能となる。

１：サインポール、２：基礎、３：支柱、４：面盤

Claims (2)

1. 応力頻度計測、風向風速計測及び温度計測からなる基本調査を実施する工程と、
   外観検査、腐食検査、支持部打音検査、倒れ角測定、現地気象調査からなる実体調査を実施する工程と、
   前記基本調査と前記実体調査により得られたデータに基づいて風応力解析、腐食影響度解析、疲労解析を実施する工程と、
   を少なくとも備え、
   前記基本調査、前記実体調査、前記風応力解析、腐食影響度解析及び疲労解析の結果を総合的に検討することを特徴とするサインポール健全度評価システム。
2. 腐食減肉に基づく板厚変化による強度低下と繰り返し応力による疲労破壊データによるサインポールの残りの耐用年数Ｎを下記の（１）の式で求めることを特徴とする請求項１に記載のサインポール健全度評価システム。
   Ｎ＝Ｎ₀（Ｖ₀／ｖ）²・ΔＺ・・・・・・（１）
   （但しＮ₀：基本調査対象のサインポールのタイプ毎の耐用年数
   Ｖ₀：基本調査によるその地方の過去５０年の最大風速
   ｖ ：実体調査対象の基準風速
   ΔＺ ：腐食減肉に基づく板厚変化による強度低下分）

Images